CN109263877A - 一种多旋翼航拍载人直升机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多旋翼航拍载人直升机，包括：机身、驾驶舱和起落架；安装在机身上的支架；在支架的一端设有多个上下通透的圆形的旋翼安装孔；穿插于旋翼安装孔内部，且与载人直升机的动力传动***连接的旋翼转轴；分别安装于所述旋翼转轴两端的旋翼；位于驾驶舱的前端的全景摄像机；安装于机身内部的周期变距器；周期变距器包括调心轴承、通过滚动轴承转动式安装在调心轴承外圈上的上倾斜圆盘和下倾斜圆盘、安装在下倾斜圆盘的圆周边缘上的连杆、位于连杆末端的舵机。本发明不仅结构紧凑、设计合理，而且周期变距器使得飞行运作平稳、安全系数高，并且安装的全景摄像机，能够独立实现大范围无死角拍摄，便于实时采集全景图像。

Description

一种多旋翼航拍载人直升机

技术领域

本发明属于航空飞行器制造技术领域，更具体的说是涉及一种多旋翼航拍载人直升机。

背景技术

目前，利用无人机搭载拍摄装置进行航拍是应用较为广泛的技术，在警用、城市管理、农业、地质、气象、电力、抢险救灾、视频拍摄等行业的无人机拍摄技术已经有了极大的发展。通过无人机机载摄像装置拍摄图像，然后通过无线传输方式将图像传送至地面控制站。但在目前的无人机无法拍摄全景照片，只能拍摄合成全景照片所需要的素材照片，并且无人机拍摄全景照片操作繁琐、合成图像失真，为此载人直升机航拍应运而生。

虽然载人直升机一次飞行可以拍摄大面积区域，以及可以直接带来高速掠过的冲击感，但是载人直升机在没有使用增稳设备时，极易造成高频震动，直接影响画面效果，并且直升机使用增稳设备用使得机体过于庞大，且安全系数、上升载荷、灵活性和稳定性都很低，限制了直升机的飞行区域和作业范围。

因此，如何提供一种运作平稳、实时采集全景图像的多旋翼航拍载人直升机是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种多旋翼航拍载人直升机。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种多旋翼航拍载人直升机，包括：机身；设置于所述机身上的驾驶舱；安装于所述机身上的起落架；还包括：均匀分布在所述驾驶舱的四周，并安装在所述机身上的支架；在所述支架的一端设有多个上下通透的圆形的旋翼安装孔；穿插于所述旋翼安装孔内部，且与所述载人直升机的动力传动***连接的旋翼转轴；分别安装于所述旋翼转轴两端的旋翼；位于驾驶舱的前端，且安装于所述机身上的全景摄像机；安装于所述机身内部，且与所述旋翼连接的周期变距器；

所述周期变距器包括主旋翼轴、套接在所述主旋翼轴外部的调心轴承、通过滚动轴承转动式安装在所述调心轴承外圈上的上倾斜圆盘和下倾斜圆盘、安装在所述下倾斜圆盘的圆周边缘上的连杆、位于所述连杆末端的舵机。

本发明不仅结构紧凑、设计合理，直升机的周期变距器使得飞行运作平稳、安全系数高，而且本发明安装的全景摄像机，能够独立实现大范围无死角拍摄；并且通过设置信号放大电路和信号检测与处理电路，以提高全景摄像机的图像精度，便于实时采集全景图像。

优选的，在上述一种多旋翼航拍载人直升机中，所述多旋翼航拍载人直升机还包括：A/D转换器、DSP芯片、存储器；所述全景摄像机的输出连接所述A/D转换器的输入，所述A/D转换器的输出连接所述DSP芯片，所述DSP芯片分别与所述存储器和无线数传电台连接。

优选的，在上述一种多旋翼航拍载人直升机中，所述A/D转换器和所述DSP芯片直接连接有信号放大电路，即所述A/D转换器的输出连接所述信号放大电路的输入，所述信号放大电路的输出连接所述DSP芯片的输入。

优选的，在上述一种多旋翼航拍载人直升机中，所述信号放大电路的输入与所述DSP芯片的输出之间连接有信号检测与处理电路。

优选的，在上述一种多旋翼航拍载人直升机中，所述周期变距器还包括：与所述旋翼数量相同的拉杆；所述拉杆的下端通过球头轴承安装在所述上倾斜圆盘的圆周边缘处，所述拉杆的上端通过球头轴承安装在所述旋翼上。

优选的，在上述一种多旋翼航拍载人直升机中，所述驾驶舱包括座椅、依次位于所述座椅一端的液晶屏和操控***、分别设置于所述座椅两侧的机门。

优选的，在上述一种多旋翼航拍载人直升机中，所述机身为碟形，且所述驾驶舱设置在所述机身的中央。

优选的，在上述一种多旋翼航拍载人直升机中，所述上倾斜圆盘和所述下倾斜圆盘上下同心且盘面相平行。

优选的，在上述一种多旋翼航拍载人直升机中，所述连杆包括第一连杆、第二连杆和第三连杆；所述舵机包括第一舵机、第二舵机和第三舵机。

优选的，在上述一种多旋翼航拍载人直升机中，所述第一连杆、所述第二连杆和所述第三连杆的上端均通过球头轴承等弧度间距安装在所述下倾斜圆盘的圆周边缘上，即相隔120°安装在所述下倾斜圆盘的圆周边缘上。

优选的，在上述一种多旋翼航拍载人直升机中，所述第一连杆的下端通过球头轴承安装在所述第一舵机的驱动臂上；所述第二连杆的下端通过球头轴承安装在所述第二舵机的驱动臂上；所述第三连杆的下端通过球头轴承安装在所述第三舵机的驱动臂上。

本发明公开的一种多旋翼航拍载人直升机的周期变距器在飞行时，工作过程如下：

（1）升力控制：由前舵机、左舵机和右舵机同时运作，使上倾斜圆盘和下倾斜圆盘延主旋翼轴方向平移，通过拉杆使旋翼的总螺距发生变化，从而改变直升机总体升力的大小。

（2）姿态控制：由前舵机、左舵机和右舵机分别运动到不同的位置，使上倾斜圆盘和下倾斜圆盘处于特定的倾斜角度，通过拉杆使旋翼的周期性螺距按照上倾斜圆盘和下倾斜圆盘的圆周角度和位置发生周期性的变化，使旋翼圆周的各个位置可以产生不同大小的升力，产生使直升机发生滚转的力矩，从而改变升力的方向，控制直升机飞行的运动和姿态。

本发明公开的一种多旋翼航拍载人直升机在航拍时，工作过程如下：

直升机飞行至目标地，全景摄像机采集全景图像，A/D 转换器将图像模拟信号转换为图像数字信号，图像数字信号经信号放大电路放大后，DSP芯片通过信号检测与处理电路检测并处理信号。DSP芯片将接收到的第一帧图像存储至存储器，接收到第二帧图像时，从存储器中读取第一帧图像，然后对图像进行算法处理，再将算法处理后的两帧图像存储至存储器，同时采集下一帧图像，如此循环进行，直到所有的图像都被处理完成，之后通过无线数传电台将全景图像发送至地面接收站。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种多旋翼航拍载人直升机，有如下的有益效果：

1、本发明采用上倾斜圆盘和下倾斜圆盘的双倾斜圆盘结构，能够在下倾斜圆盘发生倾斜时，上倾斜圆盘发生同角度倾斜，且上倾斜圆盘可相对下倾斜圆盘转动，从而间接实现上倾斜圆盘对旋翼周期性螺距的调节。

2、本发明采用前舵机、左舵机和右舵机共同完成下倾斜圆盘到达指定螺距位置并产生所需倾斜角度，不仅结构简单，制作成本低，而且直升机运作平稳、安全系数高。

3、本发明采用全景摄像机，可以独立实现大范围无死角拍摄；并且设置信号放大电路和信号检测与处理电路，以提高全景摄像机的图像精度，便于实时采集全景图像。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本发明多旋翼航拍载人直升机的结构示意图一。

图2附图为本发明多旋翼航拍载人直升机的结构示意图二。

图3附图为本发明周期变距器的结构示意图。

图4附图为本发明多旋翼航拍载人直升机的电路结构示意图一。

图5附图为本发明多旋翼航拍载人直升机的电路结构示意图二。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种多旋翼航拍载人直升机，不仅结构紧凑、设计合理，而且直升机的周期变距器使得飞行运作平稳、安全系数高，并且安装的全景摄像机，能够独立实现大范围无死角拍摄，便于实时采集全景图像。

请参见附图1，本发明提供了一种多旋翼航拍载人直升机，具体包括：

机身1；设置于机身1上的驾驶舱2；安装于机身上的起落架7；还包括：均匀分布在驾驶舱2的四周，并安装在机身1上的支架3；在支架3的一端设有多个旋翼安装孔4；穿插于旋翼安装孔4内部，且与载人直升机的动力传动***连接的旋翼转轴5；分别安装于旋翼转轴5两端的旋翼6；位于驾驶舱2的前端，且安装于机身1上的全景摄像机11；安装于机身1内部，且与旋翼6连接的周期变距器；

周期变距器包括主旋翼轴19、套接在主旋翼轴19外部的调心轴承8、通过滚动轴承转动式安装在调心轴承8外圈上的上倾斜圆盘9和下倾斜圆盘10、安装在下倾斜圆盘10的圆周边缘上的连杆、位于连杆末端的舵机。

需要说明的是，本发明中的支架3等弧度间距安装在驾驶舱2的圆周边缘上，即相隔120°安装在驾驶舱2的圆周边缘上。

本发明中的旋翼安装孔4上下通透，且旋翼安装孔4的形状为圆形，与旋翼转轴5相适配。

本发明中的调心轴承8的内圈套设在直升机的主旋翼轴19上，并可沿主旋翼轴上下滑动。

同时，为了避免下倾斜圆盘9跟随调心轴承8的外圈一起转动，同时对第一舵机16、第二舵机17和第三舵机18进行有效保护，本发明还包括一个限制下倾斜圆盘10跟随调心轴承8的外圈一起转动的限位机构，该限位机构安装在机身1上。

本发明所提到的限位结构的组成为现有技术，具体参见申请号为CN201510051603.9，专利名称为用于大型无人直升机或载人直升机的周期螺距混控***。

本发明中所提到的动力传动***为现有技术，已在申请号为CN 201110426789.3，专利名称为多驱动内嵌式旋翼载人直升机中公开，该动力传动***为旋翼转轴5提供动力，已使旋翼6正常运转。

为了进一步优化上述技术方案，还包括：A/D转换器、DSP芯片、存储器；全景摄像机11的输出连接所述A/D转换器的输入，所述A/D转换器的输出连接所述DSP芯片，所述DSP芯片分别与所述存储器和无线数传电台连接。

本发明采用全景摄像机，可以独立实现大范围无死角拍摄。并且本发明中的信号放大电路将图像模拟信号放大，有利于提高图像处理效率和识别效率，信号检测及处理电路用以检测图像模拟信号是否正常，如果不正常则进行处理。

请参见附图5，为了进一步优化上述技术方案，A/D转换器和DSP芯片直接连接有信号放大电路，即A/D转换器的输出连接信号放大电路的输入，信号放大电路的输出连接DSP芯片的输入。

为了进一步优化上述技术方案，信号放大电路的输入与DSP芯片的输出之间连接有信号检测与处理电路。

本发明通过设置信号放大电路和信号检测与处理电路，以提高全景摄像机的图像精度，便于实时采集全景图像。

为了进一步优化上述技术方案，周期变距器还包括：与旋翼6数量相同的拉杆12。

本发明中，拉杆12的下端通过球头轴承安装在上倾斜圆盘9的圆周边缘处，拉杆12的上端通过球头轴承安装在旋翼6上。

请参见附图2，为了进一步优化上述技术方案，驾驶舱2包括座椅、依次位于座椅一端的液晶屏和操控***、分别设置于座椅两侧的机门。

为了进一步优化上述技术方案，机身1为碟形，且驾驶舱2设置在机身1的中央。

将本发明中的机身1设计为碟形，能够减少直升机在空中飞行时的阻力，避免因飞行过程中高频震动，直接影响航拍过程中拍摄画面效果。

为了进一步优化上述技术方案，上倾斜圆盘9和下倾斜圆盘10上下同心且盘面相平行。

为了进一步优化上述技术方案，连杆包括第一连杆13、第二连杆14和第三连杆15；舵机包括第一舵机16、第二舵机17和第三舵机18。

为了进一步优化上述技术方案，第一连杆13、第二连杆14和第三连杆15的上端均通过球头轴承等弧度间距安装在下倾斜圆盘10的圆周边缘上，即相隔120°安装在下倾斜圆盘10的圆周边缘上。

为了进一步优化上述技术方案，第一连杆13的下端通过球头轴承安装在第一舵机16的驱动臂上；第二连杆14的下端通过球头轴承安装在第二舵机17的驱动臂上；第三连杆15的下端通过球头轴承安装在第三舵机18的驱动臂上。

以上叙述的上倾斜圆盘9、下倾斜圆盘10、连杆和舵机的具体结构位置关系参见说明书附图3。

本发明所要保护的一种多旋翼航拍载人直升机在空中飞行时的工作原理，具体如下，当确定第一舵机16方向为机头方向时。

第一舵机16向下驱动第一连杆13，第二舵机14和第三舵机15向上驱动第二连杆14和第三连杆15，从而使上倾斜圆盘9和下倾斜圆盘10向前倾斜，旋翼6前半部分升力减小，后半部分升力增大，产生向前滚转的力矩，直升机向前倾斜，从而产生前向的升力分量，直升机向前飞行；反之第一舵机17向上驱动第一连杆14，第二舵机17和第三舵机18向下驱动第二连杆14和第三连杆15，从而使上倾斜圆盘9和下倾斜圆盘10向后倾斜，旋翼6前半部分升力增大，后半部分升力减小，产生向后滚转的力矩，直升机向后倾斜，从而产生后向的升力分量，直升机向后飞行。

第一舵机16保持第一连杆13位置不动，第二舵机17向下驱动第二连杆14，第三舵机18向上驱动第三连杆15，在保持第二舵机17和第三舵机18驱动第二连杆14和第三连杆15位移相同情况下，使上倾斜圆盘9和下倾斜圆盘10向左倾斜，旋翼6左半部分升力减小，右半部分升力增大，产生向左滚转的力矩，直升机向左倾斜，从而产生左向的升力分量，直升机向左飞行；反之第一舵机16保持第一连杆13位置不动，第二舵机17向上驱动第二连杆14，第三舵机18向下驱动第三连杆15，在保持第二舵机17和第三舵机18驱动第二连杆14和第三连杆15位移相同情况下，使上倾斜圆盘9和下倾斜圆盘10向右倾斜，旋翼6右半部分升力减小，左半部分升力增大，产生向右滚转的力矩，直升机向右倾斜，从而产生右向的升力分量，直升机向右飞行。

请参见说明书附图4，为了进一步优化上述技术方案，机身1内部安装有控制器；第一舵机16、第二舵机17以及第三舵机18的信号输入端分别与所述控制器的信号输出端相连。

本发明中，通过控制器分别控制第一舵机16、第二舵机17和第三舵机18分别带动第一连杆13、第二连杆14和第三连杆15，进而驱动上倾斜圆盘和下倾斜圆盘延主旋翼轴方向平移，并通过拉杆使旋翼的总螺距发生变化，从而改变直升机总体升力的大小，最终调节直升机飞行姿态，以使该直升机运作平稳，机舱内人员拍摄照片画面效果佳。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种多旋翼航拍载人直升机，包括：机身（1）；设置于所述机身（1）上的驾驶舱（2）；安装于所述机身（1）上的起落架（7）；其特征在于，还包括：均匀分布在所述驾驶舱（2）的四周，并安装在所述机身（1）上的支架（3）；在所述支架（3）的一端设有多个旋翼安装孔（4）；穿插于所述旋翼安装孔（4）内部，且与所述载人直升机的动力传动***连接的旋翼转轴（5）；分别安装于所述旋翼转轴（5）两端的旋翼（6）；位于所述驾驶舱（2）的前端，且安装于所述机身（1）上的全景摄像机（11）；安装于所述机身（1）内部，且与所述旋翼（6）连接的周期变距器；

所述周期变距器包括主旋翼轴（19）、套接在所述主旋翼轴（19）外部的调心轴承（8）、通过滚动轴承转动式安装在所述调心轴承（8）外圈上的上倾斜圆盘（9）和下倾斜圆盘（10）、安装在所述下倾斜圆盘（10）的圆周边缘上的连杆、位于所述连杆末端的舵机。

2.根据权利要求1所述的一种多旋翼航拍载人直升机，其特征在于，所述多旋翼航拍载人直升机还包括：A/D转换器、DSP芯片、存储器；所述全景摄像机（11）的输出连接所述A/D转换器的输入，所述A/D转换器的输出连接所述DSP芯片，所述DSP芯片分别与所述存储器和无线数传电台连接。

3.根据权利要求2所述的一种多旋翼航拍载人直升机，其特征在于，所述A/D转换器和所述DSP芯片直接连接有信号放大电路，即所述A/D转换器的输出连接所述信号放大电路的输入，所述信号放大电路的输出连接所述DSP芯片的输入。

4.根据权利要求3所述的一种多旋翼航拍载人直升机，其特征在于，所述信号放大电路的输入与所述DSP芯片的输出之间连接有信号检测与处理电路。

5.根据权利要求1所述的一种多旋翼航拍载人直升机，其特征在于，所述周期变距器还包括：与所述旋翼（6）数量相同的拉杆（12）；所述拉杆（12）的下端通过球头轴承安装在所述上倾斜圆盘（9）的圆周边缘处，所述拉杆（12）的上端通过球头轴承安装在所述旋翼（6）上。

6.根据权利要求1所述的一种多旋翼航拍载人直升机，其特征在于，所述机身（1）为碟形，且所述驾驶舱（2）设置在所述机身（1）的中央。

7.根据权利要求1所述的一种多旋翼航拍载人直升机，其特征在于，所述上倾斜圆盘（9）和所述下倾斜圆盘（10）上下同心且盘面相平行。

8.根据权利要求5所述的一种多旋翼航拍载人直升机，其特征在于，所述连杆包括第一连杆（13）、第二连杆（14）和第三连杆（15）；所述舵机包括第一舵机（16）、第二舵机（17）和第三舵机（18）。

9.根据权利要求8所述的一种多旋翼航拍载人直升机，其特征在于，所述第一连杆（13）、所述第二连杆（14）和所述第三连杆（15）的上端均通过球头轴承等弧度间距安装在所述下倾斜圆盘（10）的圆周边缘上，即相隔120°安装在所述下倾斜圆盘（10）的圆周边缘上。

10.根据权利要求9所述的一种多旋翼航拍载人直升机，其特征在于，所述第一连杆（13）的下端通过球头轴承安装在所述第一舵机（16）的驱动臂上；所述第二连杆（14）的下端通过球头轴承安装在所述第二舵机（17）的驱动臂上；所述第三连杆（15）的下端通过球头轴承安装在所述第三舵机（18）的驱动臂上。